Esta presentación muestra el desarrollo de un proyecto de construcción/experimentación con tecnología GNSS-RTK.
Se trata de un proyecto autofinanciado, que constituye un soporte esencial para otras múltiple investigaciones en marcha.
Por lo tanto, su importancia radica en su capacidad de soportar múltiples aplicaciones en geografía (entre otras áreas) a bajísimo costo y con soluciones libres, SIN SOFTWARE PRIVATIVO NI HARDWARE COSTOSO.
| Basada en códigos pseudoaleatorios (estándar) | Posicionamiento preciso (basada en onda portadora) | |
| Observaciones | Pseudorango (de códigos) | Onda portadora + pseudorango |
| Precio de receptor | Baratos, ~US$100 | Muy caros ~US$10,000-40,000 |
| Exactitud | 3 m (H), 5 m (V) | 5 mm (H) 1 cm (V) (modo estático) |
| Aplicaciones | Navegación marítima, búsqueda y rescate | Topografía, mensura, cartografía de alta precisión |
Los costos son para equipos funcionales listos para usarse, “apenas sacados de su empaque”
| Tomado de Prieto (2018)
La precisión de la coordenada del rover respecto de la base es centimétrica.
La exactitud de la coordenada calculada en el rover, dependerá de la exactitud de la coordenada estación base. Si la coordenada de la base es exacta, también lo será la del rover.
El posicionamiento se realiza por medio de trilateración, un método que utiliza la distancia entre el punto de interés y varios puntos conocidos, siendo estos últimos los satélites.
Dado que las coordenadas se generan para un espacio tridimensional, el proceso necesita de al menos 4 satélites.
Tomado de GISGeography (2018)
El algoritmo empleado para obtener un resultado preciso se centra en la resolución de la ambigüedad del entero, es decir, el número de ciclos completos que caben entre el receptor y el satélite. Existen varias estrategias para ello, pero lo importante es que se consiga una convergencia rápida de la solución. Cuando se conoce el número de ciclos, basta con multiplicarlo por la longitud de onda (19 cm) para obtener el pseudorango.
El pseudorango es una distancia imprecisa, porque está afectada por fuentes de error de ámbito local/regional (retardo ionosférico y troposférico) y otros (sesgo por geometría de constelación, por multitrayecto, por relojes del satélite y del receptor).
La estación base determina estas fuentes de error (puesto que conoce su propia posición), y las transmite al rover en tiempo real (de ahí el RT de las siglas) en forma de correcciones para mejorar la posición.
La estación base también puede colectar datos brutos sin transmitirlos al rover. Dicha información se utiliza posteriormente para realizar posproceso (PPK) de datos brutos almacenados en el rover para corregirlos.
Para garantizar que el rover dé una coordenada una precisa, la distancia entre éste y la estación base (baseline) no debe ser muy grande, puesto que se requiere que ambos compartan las mismas fuentes de error de ámbito regional. Se sugieren valores máximos de 30-50 km en multibanda, aunque en algunos casos esta exigencia no puede satisfacerse.
Las fuentes de error globales, aunque introducen sesgos importantes, no son usadas para establecer una distancia óptima entre el rover y la base.
Trimble, Leica, Topcon, NovAtel, JAVAD, …
u-blox, Septentrio, Skytraq, ComNav Technology …
Monitoreo de deslizamientos, fallas.
Mensura.
Fotogrametría con UAV.
Construcción, monitoreo de edificaciones y estructuras (puentes)
Agricultura de precisión.
Detección de tsunamis por boyas GNSS.
Sistemas de transporte, vehículos autónomos.
Sistemas de cartografía móviles (Street View).
Alto costo de equipos listos para usar.
Red de CORS pública de poca densidad.
Redes privadas existentes y densas, aunque de costos elevados.
Predominio de soluciones de software y hardware cerradas.
En 2018 construí una solución monobanda.
Dicha solución, aunque útil para determinadas aplicaciones, fallaba en determinados ambientes para converger eficientemente (AR).
Desde entonces me concentré en:
Constuir una solución integral, que incluyera base y rover ambos de doble frecuencia.
Basándome en RTKLIB, crear el scripts de operación básicos, así como mejorar/adaptar software de terceros.
| Parte | Costo aprox. |
|---|---|
| Base o rover, los imprescindibles: receptor, RPi, antena. | US$340 |
| Adaptador de corriente, palo, trípode, conectores, cables, carcasa, batería | US$240 |
No se incluyen fletes.
Para una base fija tipo CORS, se deben añadir los costes del soporte de hierro (~US$40) y el cable (el valor dependerá del calibre elegido y la longitud del mismo). Otros complementos deseables son un tribrach (base nivelante), protección contra rayos y una estación meteorológica.